Вопрос 35

Газо-жидкостная хроматография. Устройство хроматографа.

Ответ:

Газожидкостная хроматография основана на физико-химическом разделении анализируемых компонентов, находящихся в газовой фазе, при их прохождении вдоль нелетучей жидкости, нанесенной на твердый сорбент. Это один из наиболее перспективных методов анализа. Широкое распространение и перспективность методов ГЖХ обусловлены тем, что они позволяют разделить и количественно определить вещества в сложной смеси даже в тех случаях, когда они сходны по химическим свойствам, а температуры кипения W различаются на десятые доли градуса. Для анализа требуются очень малые количества вещества, а время определения обычно исчисляется минутами.

Разделение анализируемых веществ происходит в колонках (трубках), наполненных твердым пористым сорбентом, на который нанесена жидкая нелетучая стационарная фаза. Пары анализируемых веществ, смешанные с газом-носителем, движутся через колонку. При этом происходит многократное установление равновесия между подвижной газовой и жидкой стационарной фазами, обусловленное многократным повторением процессов растворения и испарения. Вещества, лучше растворимые в стационарной фазе, дольше удерживаются ею. Благодаря этому происходит разделение анализируемой смеси на отдельные компоненты, которые выходят из колонки отдельно и регистрируются на выходе.

Эффективность использования метода ГЖХ в каждом отдельном случае зависит от правильного выбора жидкой фазы, размера частиц и природы твердого носителя, скорости и природы газа-носителя, температуры, количества вводимой пробы, длины колонки и других факторов. Поскольку теоретический учет этих факторов не всегда возможен, эффективность анализа ГЖХ в большой степени зависит от практических знаний и опыта экспериментатора.

Хроматограф – это прибор, который используется для хроматографического разделения и анализа смесей веществ. В состав хроматографа входят:

1. система для ввода исследуемой смеси веществ (пробы);

2. хроматографическая колонка;

3. детектирующее устройство (детектор);

4. системы регистрации и термостатирования;

5. отборные приспособления и приёмники для разделённых компонентов

Газообразная (1-50 см 3)и жидкая (несколько мкл) пробы вводятся либо вручную (газовым шприцем или микрошприцем), либо с использованием микродозаторов. В хроматографической колонке исходная многокомпонентная смесь разделяется на ряд бинарных смесей, состоящих из газа-носителя и одного из анализируемых компонентов. В зависимости от сорбируемости компонентов бинарные смеси в определённом порядке поступают в детектор. В результате происходящих в детекторе процессов (изменения теплопроводности, ионизационного тока и др.) фиксируется изменение концентрации выходящих компонентов. Эти процессы, преобразованные в электрический сигнал, записываются в виде выходной кривой (хроматограммы).

В качестве детектирующего устройства жидкостном хроматографе используется проточный рефрактометр, включаемый по дифференциальной схеме, или детектор поглощения в ультрафиолетовой области. Подача подвижной фазы - растворителя осуществляются при использовании беспульсационных систем (давление до 50 Мн/м², или 500 кгс/см²). Проба вводится с помощью микрошприца или переключающегося крана. Хроматографическая колонка в жидкостном хроматографе имеет длину не более 1 м. По сравнению с детекторами газовых хроматографов детекторы жидкостных хроматографов обладают существенно меньшей чувствительностью (примерно на 2 порядка). Чтобы точно измерить концентрации веществ, детекторы калибруют по смесям известного состава.

Точность и скорость при анализе смеси в хроматографе в значительной степени зависят от правильного выбора рабочего режима детектора и условий эксперимента (тип сорбента, температура, скорость газа-носителя, длина хроматографической колонки и др.). Применение программированного во времени изменения температуры хроматографической колонки или расхода газа-носителя помогают сократить время анализа.